Литейное производство

Очистка отливок кругами от пригара и мелких заливов

1. Очистка абразивными кругами

Работа на этом оборудовании производится вручную. При обработке отливок рабочий прижимает к отливке либо абразивный круг подвесного станка, либо абразивный круг пневматической шлифовальной машинки.

Зачистка отливок на перечисленном оборудовании имеет ряд серьезных недостатков. Значительная доля ручного труда, ведущая к быстрой утомляемости исполнителя, снижение скорости шлифования при износе круга, потери рабочего времени на частую ручную правку шлифовального круга обуславливают низкую производительность этого процесса. Кроме того, из-за низкой механической прочности абразивных кругов все существующее оборудование рассчитано на низкие скорости шлифования (15–30 м/сек).

Разрывы шлифовальных кругов приводят к травматизму, а небольшое расстояние от лица рабочего до шлифовального круга – к травматизму глаз. Кроме того, у рабочих развиваются профессиональные заболевания, связанные с выделением при абразивной обработке отливок в зону дыхания большого количества металлических частиц и пыли, содержащей кварц.

Устранение недостатков, изложенных выше, ведется по нескольким направлениям.

1. Повышение производительности труда:

– за счет механизации процесса обработки;

– повышения скорости шлифования абразивными кругами, предназначенными для работы с высокими скоростями;

– создания конструкции станков, обеспечивающих постоянство скорости шлифования независимо от степени износа круга.

2. Улучшение санитарно-гигиенических условий труда:

– за счет создания высокопрочных абразивных кругов;

– локализации пылевыделений и установки эффективной приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей снижение запыленности в зоне расположения рабочего.

3. Снижение брака по геометрическим размерам за счет размерной обработки отливок на механизированных установках.

4. Уменьшение расхода абразивных кругов за счет изменения способа их крепления.

На ряде отечественных заводов, имеющих массовый характер производства, внедрено автоматическое оборудование для абразивной зачистки отливок.

Удаление заливов, заусениц и остатков литниковой системы у подавляющего большинства отливок может быть выполнено (рис. 41) плоским, круглым и фигурным видами шлифования (периферией или торцом круга).

Плоское шлифование периферией круг (рис. 41, а) является устаревшим видом обработки, широкое применение которого в механизированных установках нецелесообразно. Плоское же шлифование торцом круга (рис. 41, в) является прогрессивным видом обработки, при котором производительность резко возрастает, а расход абразивного материала снижается за счет более полного использования шлифовального круга.

Круглое шлифование периферией круга (рис. 41, б) может быть использовано для зачистки круглых поверхностей, ширина зоны обработки которых не превышает толщину шлифовального круга. При этом операция обработки завершается за один оборот отливки.

Круглое шлифование торцом круга (рис. 41, г) является прогрессивным видом обработки, позволяющим за один оборот отливки зачистить поверхность значительной ширины.

Использование фигурного шлифования из-за неравномерного износа кругов в механизированных установках нецелесообразно.

В настоящее время на созданных автоматизированных установках и машинах для абразивной обработки отливок преобладает зачистка поверхностей торцом круга.

Схемы абразивной обработки

Рис. 41. Схемы абразивной обработки: а плоской поверхности периферией круга; б цилиндрической поверхности периферией круга; в плоской поверхности торцом круга; г цилиндрической поверхности торцом круга

Преимущественное использование процесса обработки отливок торцем круга связано с новым типом крепления круга к шпинделю станка. Особенность этого крепления заключается в том, что абразивный круг своим торцем приклеивается специальной мастикой к металлическому диску, который непосредственно скрепляется с фланцем шпинделя станка.

Технология приклеивания круга к металлическому диску обеспечивает возможность: 1) повторного использования металлических дисков; 2) использования отходов абразивных кругов в качестве наполнителя мастики.

2. Очистка металлическими кругами

Развитие процесса абразивной обработки отливок привело к созданию высокопроизводительных армированных шлифовальных кругов, имеющих скорости резания до 100 м/сек. При этом в зоне контакта шлифовального круга с отливкой происходит интенсивное тепловыделение, которое приводит к размягчению тонкого слоя металла. Наличие размягченного слоя металла способствует увеличению производительности процесса. Изучение процесса высокоскоростной абразивной обработки показало, что с повышением скорости обработки различия в характеристиках шлифовальных кругов мало влияют на параметры процесса. Этот вывод явился основанием к созданию процесса шлифования металлическим быстро вращающимся кругом.

Первое упоминание о производственном использовании метода обработки металлическими кругами относится к 90-м годам 19-ого столетия.

Проведенные исследования изменения структуры металла в зоне прорези при применении дисковой беззубой пилы трения доказали пригодность этого способа резки не только для конструкционных, но и для инструментальных сталей. Глубина поверхностного слоя с измененной структурой составляет 0,1–0,3 мм. Структурные изменения в этом слое не влияют на последующую механическую обработку поверхности реза.

Успешные опыты привели к созданию большого количества пил трения, используемых в металлургической промышленности для разрезки слитков и проката. Большая производительность, простота и надежная конструкция пил трения обеспечили им применение в промышленности.

Существенным недостатком пил трения является сильный шум высокого тона («вой»), который вызывается вибрацией тонкого вращающегося диска.

Главными преимуществами процесса очистки трением (по сравнению с абразивной обработкой) является отсутствие выделений пыли, содержащей частицы кварца, и высокая стойкость стального диска.

В соответствии с существующей гипотезой, в зоне контакта быстро вращающегося диска с отливкой выделяется большое количество тепла – температура на контактной поверхности отливки повышается до температуры плавления металла. Каждая точка поверхности диска, выходя из зоны контакта, увлекает за собой частицы расплавленного металла. При этом более крупные из них под действие центробежной силы отрываются от поверхности диска, а мелкие остаются. Быстрое вращение дисков создает мощный вихревой поток воздуха, охлаждающий диск. Застывшие на поверхности диска частицы металла напоминают абразивные зерна. Как и абразивные зерна, они врезаются в размягченный слой разогретого металла в зоне контакта и удаляют его. В процессе резания прилипшие частицы металла изнашиваются, и к моменту выхода из зоны контакта большинство зерен превращается в тонкие лепестки, которые под действием воздушного потока быстро остывают и теряют способность держаться на поверхности диска.

Налипание частиц металла происходит непрерывно, с каждым оборотом стального диска. Выполнив работу, прилипшая частица отлетает от поверхности, а на ее место налипает следующая. Непрерывное восстановление на рабочей поверхности вращающегося диска частиц металла, выполняющих функцию рабочего инструмента при зачистке, позволило создать инструмент, стойкость которого в 100 раз выше, чем у абразивного круга.

Высокая стойкость инструмента позволяет создавать оборудование для зачистки фигурных поверхностей отливок, что практически невозможно при абразивном круге. Резкое снижение уровня шума высокого тона (в сравнении с пилами трения) достигается за счет увеличения толщины диска.

3. Оборудование для очистки отливок кругами

На рис. 42. показан полуавтоматический станок для обработки трех плоскостей отливок абразивными кругами.

Полуавтомат состоит из станины и трех салазок 2, на которых смонтированы шпиндельные головки с абразивными кругами 3 и 4. Отливка 1 устанавливается на стол, который подает ее в зону обработки. Обработка отливки производится торцами абразивных кругов.

Производительность станка 120 отл/ч, диаметр шлифовального круга 500 мм, количество шлифовальных кругов 3 шт.

Схема полуавтоматического станка для обработки трех плоскостей отливок

Рис. 42. Схема полуавтоматического станка для обработки трех плоскостей отливок

Создан полуавтоматический станок для очистки металлическими кругами корпусов трубопроводной арматуры из ковкого чугуна. Он предназначен для зачистки остатков литниковых систем (питателей) на двух противоположных фланцах (рис. 43), для чего отливка принудительно вводится между стальными кругами, расстояние между которыми имеет заданную величину.

Схема обработки отливки корпуса арматуры

Рис. 43. Схема обработки отливки корпуса арматуры: 1 — отливка; 2 — питатель; 3 — стальной диск

Полуавтоматический станок (рис. 44) состоит из следующих основных узлов и механизмов: вала 1 с дисками 2, расстояние между которыми регулируется винтом 3; электродвигателя 4 привода вращения дисков, клиноременной передачи 6, многопозиционного барабана 13, механизма 14 зажима отливки, электродвигателя 8 привода барабана, предохранительной муфты-шкива 9, клиноременной передачи 10, двух червячного редуктора 11, открытой косозубой передачи 12, насоса централизованной смазки 7, реле контроля скорости 5 и других узлов и механизмов.

Основанием станка является литой чугунный корпус, состоящий из трех частей, в разъеме которых установлены подшипники вала дисков и вала барабана.

Работа полуавтомата состоит в следующем: отливка, подлежащая зачистке, укладывается на призму медленно вращающегося барабана. По выходе из зоны загрузки, отливка зажимается с помощью пневмоцилиндра и принудительно вводится между быстро вращающимися стальными дисками, где с помощью трения производится зачистка остатков питателей. После обработки отливка автоматически раскрепляется и под действием собственного веса выпадает из окна выгрузки в контейнер.

Кинематическая схема полуавтомата

Рис. 44. Кинематическая схема полуавтомата

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *